книги из ГПНТБ / Ждановский, Н. С. Надежность и долговечность автотракторных двигателей

Антикоррозионные свойства масел характеризуют кор­ розионное действие масла на детали двигателя, защитное действие масла, предохраняющее детали двигателя от кор­ розии агрессивными веществами, и способность нейтрали­ зовать агрессивное действие серы, содержащейся в дизель­ ном топливе, на цилиндро-порганевую группу и подшип­ ники из свинцовистой бронзы.

Антикоррозионные свойства масел определяются глу­ биной их очистки и наличием специальных антикоррозион­ ных присадок и оцениваются показателем коррозионное™ масла, запасом щелочности и содержанием присадок.

Износ

поршне­ вых колец,

%

Р и с . 33. З а в и с и м о с т ь и з н о с а п о р ш н е в ы х к о л е ц от с о ­ д е р ж а н и я с е р ы в д и з е л ь н о м т о п л и в е [55] .

Противоизносные и противозадирные свойства масел характеризуют способность создавать на поверхности трущихся деталей защитную пленку, предохраняющую от непосредственного контакта металлических поверхно­ стей при больших н а г р у з к а х , когда могут происходить схватывание, сваривание, задиры, усталостные разруше ­ ния и другие виды повышенного износа деталей. Проти­ воизносные свойства масел оцениваются по наличию в масле специальных присадок и их процентным содержа­ нием, а т а к ж е по результатам испытаний на машинах трения .

В настоящее время все сорта масла, выпускаемые для быстроходных дизелей, содержат многофункциональную присадку, которая снижает коррозионный износ деталей, уменьшает нагар и лакообразование .

Установлено [71], что с увеличением концентрации присадки как в свежем, так и в работавшем масле поршне-

Щ

вые кольца изнашиваются с меньшей интенсивностью (рис. 34). При работе двигателя СМД-14 на дизельном топливе, содержащем 0,2 и 0,87% серы, повышение кон­

ния чугунного радиоактивного кольца при работе на све­ жем масле принималась за единицу. Относительная ско­ рость изнашивания при работе на маслах, использованных в течение 150—250 ч в тракторном дизеле ил и в течение

121

износы цилиндро-поршневой группы . Высоким противоизносным эффектом обладают полимерные присадки, содержащие, кроме серы и фосфора, барий и цинк . Д и а л - килдитиофосфат цинка является противоизносной добав­ кой для большинства моторных масел. Увеличение проч­ ности граничных слоев, способности пленки масла выдер­

Представляет интерес т а к ж е влияние некоторых по­ казателей работы системы смазки и вязкости масла на

лучено резкое увеличение износа шеек и вкладышей под­ шипников, а т а к ж е цилиндров на участках под вторым,

никовых сопряжений двигателя играет выбор оптималь­ ного давления в масляной магистрали и его стабильность

впроцессе эксплуатации . Пр и повышении давления

122

его очистка в центробежных л о в у ш к а х коленчатого вала .

дачи в масло. Уменьшается вязкость масла и толщина масляной пленки, что может привести к непосредствен­ ному контакту поверхностей трения и форсированному износу. Подшипники, наиболее удаленные от места под­

в верхней части практически не изменяется.

Улучшения очистки масла можно достигнуть установ­ кой дополнительно к существующей в системе смазки

чительно улучшает эксплуатационные свойства моторного масла. При этом обеспечивается уменьшение износа гильз цилиндров примерно на 20%, поршневых колец —

приводящих к снижению нагаро - и лакоотложений на деталях поршневой группы, составляет 60—70 ?6 -

Таким образом, на износ двигателя оказывают значи­ тельное влияние показатели качества применяемого топ­

Ранее было установлено, что скорость газовой и элект­ рохимической коррозии зависит от температуры корро ­ дирующей поверхности. Температура корродирующей по­ верхности определяется температурой воды в системе

123

о х л а ж д е н ия двигателя . Наибольшее влияние коррозия оказывает на верхнюю часть гильзы цилиндра и верхнее поршневое кольцо. Вследствие неравномерного распре­ деления температур в верхней части гильзы цилиндров может наблюдаться коррозия отдельных участков. В ре­ зультате повышенного теплового режима в двигателях с воздушным охлаждением коррозия оказывает меньшее влияние на износ деталей цилиндро-поршневой группы, чем в двигателях с водяным охлаждением.

теля 75—85 °С. То же относится и к суммарному износу де­ талей двигателя. Суммарный износ поршневых колец, гиль­ зы и подшипника нижней головки шатуна при работе с тем­ пературой охлаждающей жидкости на выходе 30 °С полу­ чен в 6,5 раза большим, чем при температуре охлаждающей жидкости 85 °С. При увеличении температуры до 115 °С суммарный износ в 1,5 раза выше по сравнению с износом на нормальном тепловом режиме. При этом наблюдается интенсивное возрастание лаковых отложений на поршне, что свидетельствует о быстром окислении и старении сма­ зочного масла. Повышенный износ объясняется увеличе­ нием количества углеродистых отложений в зоне поршне­ вых колец, а также ухудшением условий смазки.

В работе Б . Б . Генбома [17J при исследовании износа двигателя 1410,5/13 получены аналогичные результаты .

1 2 4

Установлено, что при снижении температуры о х л а ж д а ю ­ щей воды наблюдается неравномерный износ различных зон цилиндра, чем и обусловливается искажение геомет­ рической формы цилиндра . Наименьший износ цилиндра получен при температуре стенок цилиндра 160—175 °С.

Д л я двигателя воздушного охлаждения Д-37М мини­ мальная скорость и з н а ш и в а н и я цилиндров и поршневых колец наблюдается при тем-

а 0Л 0.6 Щ {0 12 S,% S № 1Я 2,0 S,%

Р и с . 36. И з м е н е н и е с к о р о с т и и з н а ш и в а н и я д е т а л е й ц и л и н д р о - п о р ­

зеля получено при работе на топливе с содержанием 1,5% серы и температуре охлаждающей воды на выходе из дви­ гателя (tB) ниже 30 °С [100].%При использовании топлива с содержанием 0,08% серы с уменьшением tB с 90 до 15 °С также наблюдается увеличение износа поршневых колец, но в меньшей степени.

Влияние теплового режима двигателя 1410,5/13 на износ гильз цилиндров и верхнего поршневого кольца показано на рис. 36, а, б [98]. Из рисунка видно, что наи-

125

большая скорость изнашивания гильзы и верхнего порш­ невого кольца характерна для пониженных тепловых ре­ жимов при работе на высокосернистых топливах . Анало­ гичные зависимости получены и при исследовании износа карбюраторных двигателей.

Таким образом, поддержание нормального теплового режима при эксплуатации автотракторных двигателей при помощи автоматических устройств является средством улучшения не только их мощностных и топливных пока­ зателей, но и снижения износа.

Вопросы теоретического исследования износа цилинд­ ров дизелей в связи с температурным режимом охлажде­ ния рассматриваются в работе К . П . Яровского [99]. Здесь принято, что износ гильз цилиндров и других дета­ лей цилиндро-поршневой группы зависит в основном от интенсивности кислотной и газовой коррозии . Установ­ лено, что критерий теплового подобия Kt д л я группы по­ добных двигателей с установившимся температурным ре­ жимом охлаждения будет одинаковым.

группы подобных двигателей рассматривается как функ­ ция от критерия теплового подобия Ки т. е.

Д л я построения этой зависимости были использованы экспериментальные данные по двигателям 1410,5/13 и ЗД6, полученные д л я различных температурных режимов охлаждения . Температура воды на выходе из двигателя изменялась от 15 до 95 °С.

126

К р и т е р ий теплового подобия определяется по фор­ муле:

деталей цилиндро-поршневой группы двигателей из гра­

чить минимальную скорость изнашивания гильз цилинд­ ров группы подобных двигателей.

Новым подходом в решении вопроса расчетного опре­ деления скорости изнашивания деталей цилиндро-поршне­ вой группы является получение обобщенных зависимо­ стей, характеризующих закономерности изменения ско­ рости изнашивания от режимных и эксплуатационных факторов, на основе анализа результатов опытных дан­ ных с использованием основных положений подобия и теории размерностей. Результаты этих исследований при­

При низких температурах наружного воздуха пуск двигателей затруднен в связи с повышенными сопротив­ лениями прокручивания коленчатого вала и низкой тем­ пературой заряда в камере сгорания . Пуск двигателя сопровождается некоторой задержкой поступления масла на трущиеся детали. Пусковые износы в значительной степени зависят от теплового состояния двигателя (темпе­ ратуры стенок камеры сгорания и цилиндров в начале пуска и в конце прогрева) и вызываются коррозионными явлениями .

Холодные пуски двигателя сопровождаются накопле ­ нием конденсата воды и топлива в картере вследствие кон­ денсации водяных паров, содержащихся в продуктах

127

с г о р а н ия топлива, что приводит к снижению качества масла. При исследовании пусковых наносов двигателя ГАЗ-Об [84J за 10 пусков содержание бензина в масле достигало 10—15 "о. и содержание воды в зависимости от режимов прогрева 0,5—2%.

П р и значительном содержании в масле воды износ дви­ гателя повышается, так как это вызывает коррозию дета­ лей и выпадение большинства присадок из масла . Корро ­ зия и ухудшение качества масла я в л я ю т с я основными причинами форсированного износа в период пуска дви­ гателя . Пр и этом интенсив­ ный износ наблюдается не только в первый момент, но и при дальнейшем про­ греве двигателя до нор­ мального теплового состоя­

н и я .

дит в течение пуска и прогрева двигателя до нормального

даже в случае пусков двигателя не при пониженных температурах окружающей среды (средняя температура стенки цилиндра при пуске и прогреве находится в преде­ лах 35—90 °С) интенсивность изнашивания зависит от темпе­ ратуры . При . пуске же холодного двигателя (температура цилиндров перед пуском —25 °С) износы цилиндров по­ лучены значительно выше, чем в случае пуска предвари­ тельно прогретого двигателя (температура цилиндров перед

128

пуском 74 °С). Исследования выполнены при работе дви­ гателя ЯМЗ - 236 на масле ЛСЗп-10 в первом случае и на масле ДСи-8 — во втором. Смена масла производилась через каждые 40 пусков двигателя (рис. 38).

г,

Р о ль пусковых износов наглядно показана путем срав­ нения износа двигателя ЗИЛ - 130 за 100 пусков с износами, полученными при форсированных дорожных испы­ таниях с минимальным числом пусков и с износами при стендовых испытаниях по ГОСТ 491—55 (рис. 39) [83].

Результаты этих сравнений показывают, что среднемаксимальная величина износа гильз цилиндров двига-